绝密★启用前高二物理（人教版）选修3-1综合题型专题练习卷：带电粒子在交变电场的运动问题试卷副标题考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命
题人：xxx题号一总分得分注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点
击修改第I卷的文字说明第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分一、解答题1．如图甲所示，A、B两块金属板水平放置
，相距为d=0.6cm，两板间加有一周期性变化的电压，当B板接地时，A板电势φA随时间变化的情况如图乙所示．现有一带负电的微粒在
t=0时刻从B板中央小孔射入电场，若该带电微粒受到的电场力为重力的两倍，且射入电场时初速度可忽略不计．求：（1）在0~和~T和这两
段时间内微粒的加速度大小和方向；（2）要使该微粒不与A板相碰，所加电压的周期最长为多少（g=10m/s2）．2．两块水平平行放置
的导体板如图(甲)所示，大量电子（质量m、电量e）由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入
两板之间．当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图(乙)所示的周期为2t0，幅值恒为U0的周期性电
压时，恰好能使所有电子均从两板间通过．问：⑴这些电子通过两板之间后，侧向位移（沿垂直于两板方向上的位移）的最大值和最小值分别是多少
？⑵侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？3．两平行金属板间所加电压随时间变化的规律如图所
示，大量质量为m、带电量为e的电子由静止开始经电压为U0的电场加速后连续不断地沿两平行金属板间的中线射入，若两板间距恰能使所有电子
都能通过．且两极长度使每个电子通过两板均历时3t0，两平行金属板间距为d，电子所受重力不计，求：（1）电子通过两板时侧向位移的最大
值和最小值（答案用d表示）；（2）侧向位移最大和最小的电子通过两板后的动能之比．4．如图甲所示，真空中水平放置的相距为d的平行金属
板板长为L，两板上加有恒定电压后，板间可视为匀强电场．在t=0时，将图乙中所示的交变电压加在两板上，这时恰有一个质量为m、电荷量为
q的带电粒子从两板正中间以速度v0水平飞入电场．若此粒子离开电场时恰能以平行于两板的速度飞出（粒子重力不计），求：（1）两板上所加
交变电压的频率应满足的条件；（2）该交变电压的取值范围．5．相距很近的平行板电容器，在两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板
的小孔处有一电子枪，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为，质量为m，电量为–e，在AB两板之间加上如图乙所示的交变电流，其中，
；紧靠B板的偏转电压也等于，板长为L两极板间距为d，距偏转极板右端处垂直放置很大的荧光屏PQ，不计电子的重力和它们之间的相互作用，
电子在电容器中的运动时间可以忽略不计。（1）试求在0~kT与kT~T时间内射出B板电子的速度各是多大？（2）在0~T时间内，荧光屏
上有两个位置会发光，试求这两个发光点之间的距离。（结果又L、d表示）6．真空室中有如图甲所示的装置，电极K持续发出的电子（初速度不
计）经过电场加速后，从小孔O沿水平放置的偏转极板M、N的中心轴线射入。M、N板长均为L=0.20m，间距为d=0.05m，偏转
极板右边缘到荧光屏P（足够大）的距离为S=0.10m。若加速电压U1随时间t变化的图象如图乙所示，电子加速时间极短，可认为加速时
电压不变，不计电子重力。当板间所加电压为某一值时，电子打到荧光屏上只有一个点。求：（1）U2的大小；（2）看到屏幕上的该点距中心点
O''的距离。7．如图所示，在xOy坐标系中，两平行金属板如图放置，OD与x轴重合，板的左端与原点O重合，板长L=2m，板间距离d=
1m，紧靠极板右侧有一荧光屏．两金属板间电压UAO变化规律如图所示，变化周期为T=2×10-3s，U0=103V，t=0时刻一带正
电的粒子从左上角A点，以平行于AB边v0=1000m/s的速度射入板间，粒子电量q=1×10-5C，质量m=1×10-7kg．不计
粒子所受重力．求：（1）粒子在板间运动的时间；（2）粒子打到荧光屏上的纵坐标；（3）粒子打到屏上的动能．8．如图甲所示，A、B是两
水平放置的足够长的平行金属板，组成偏转匀强电场，B板接地．A板电势随时间变化情况如图乙所示，C、D两平行金属板竖直放置，中间有正对
两孔O1′和O2，两板间电压为U2，组成减速电场．现有一带负电粒子在t=0时刻以一定初速度沿AB两板间的中轴线O1O1′进入，并能
从O1′沿O1′O2进入C、D间，刚好到达O2孔，已知带电粒子带电荷量为–q，质量为m，不计其重力．求：（1）该粒子进入A、B的初
速度v0的大小；（2）A、B两板间距的最小值和A、B两板长度的最小值．9．真空室中有如图甲所示的装置，电极K持续发出的电子（初速不
计）经过电场加速后，从小孔O沿水平放置的偏转极板M、N的中心轴线OO、射入．M、N板长均为L，间距为d，偏转极板右边缘到荧光屏P（
足够大）的距离为S。M、N两板间的电压UMN随时间t变化的图线如图乙所示。调节加速电场的电压，使得每个电子通过偏转极板M、N间的时
间等于图乙中电压UMN的变化周期T．已知电子的质量、电荷量分别为m、e，不计电子重力。（1）求加速电场的电压U1;（2）欲使不同时
刻进入偏转电场的电子都能打到荧光屏P上，求图乙中电压U2的范围；（3）证明在（2）问条件下电子打在荧光屏上形成亮线的长度与距离S无
关．10．如图甲所示，质量为m、电荷量为e的电子经加速电压U1，加速后，在水平方向沿O1O2垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平
行板电容器的极板长为L（不考虑电场边缘效应），两极板间距为d，O1O2为两极板的中线，P是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也
为L．求：（1）粒子进入偏转电场的速度v的大小；（2）若偏转电场两板间加恒定电压，电子经过偏转电场后正好打中屏上的A点，A点与极板
M在同一水平线上，求偏转电场所加电压U2；（3）若偏转电场两板间的电压按如图乙所示作周期性变化，要使电子经加速电场后t=0时刻进入
偏转电场后水平击中A点，试确定偏转电场电压U0以及周期T分别应该满足的条件．11．如图所示，两平行金属板水平放置，板间存在着如图所
示的交变电场，极板长为，板间距离为，取竖直向上的方向为电场强度的正方向．一带电量为的正电荷从两板正中间的位置由左侧射入板间，初速度
为，已知电荷所受电场力大小是其重力的2倍，重力加速度为，且0时刻射入的粒子正好可从板间射出．求：（1）两板间距应满足的条件；（2
）0时刻射入的粒子射出板间时的动能．12．相距很近的平行板电容器，在两板中心各开有一个小孔，如图甲所示，靠近A板的小孔处有一电子枪
，能够持续均匀地发射出电子，电子的初速度为v0，质量为m，电量为–e，在AB两板之间加上图乙所示的交变电压，其中0B板的偏转电场电压也等于U0，板长为L，两板间距为d，距偏转极板右端L/2处垂直放置很大的荧光屏PQ．不计电子的重力和它们之间的相
互作用，电子在电容器中的运动时间可以忽略不计．（1）在0~T时间内，荧光屏上有两个位置会发光，试求这两个发光点之间的距离．（结果用
L、d表示）（2）撤去偏转电场及荧光屏，当k取恰当的数值，使在0~T时间内通过电容器B板的所有电子，能在某一时刻形成均匀分布的一段
电子束，求k值．13．如图甲所示，水平放置的平行金属板A、B间距为d=20cm，板长L=30cm，在金属板的左端竖直放置一带有小孔
的挡板，小孔恰好位于A、B中间，距金属板右端=15cm处竖直放置一足够大的荧光屏.现在A、B板间加如图乙所示的方波形周期电压，有大
量质量=10-7kg、电荷量q=1.0×10-2C的带负电粒子以平行于金属板的速度=1.0×104m/s持续射向挡板.已知U0=1
.0×102V，粒子重力不计，求:（1）粒子在电场中的运动时间;（2）t=0时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小;（3）撤
去挡板后荧光屏上的光带宽度.14．在如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第一象限内有电荷量为Q的点电荷在O点产生的电场E
1，第二象限内有水平向右的匀强电场E2（大小未知），第四象限内有方向水平、大小按图乙变化的电场E3，E3以水平向右为正方向，变化周
期．一质量为m，电荷量为+q的离子从（-x0，x0）点由静止释放，进入第一象限后恰能绕O点做圆周运动．以离子经过x轴时为计时起点，
已知静电力常量为k，不计离子重力．求：（1）离子刚进入第四象限时的速度；（2）E2的大小；（3）当t=时，离子的速度；（4）当t=
nT时，离子的坐标．15．如图甲所示，A、B是在真空中水平正对的两块金属板，板长L=40cm，板间距d=24cm，在B板左侧边
缘有一粒子源，能连续均匀发射带负电的粒子，粒子紧贴B板水平向右射入，粒子的=1.0×108C/kg，初速度v0=2×105m/
s，粒子重力不计．在A、B两板间加上如图乙所示的电压，周期T=2.0×10－6s，t=0时刻A板电势高于B板电势，两板间电场可视
为匀强电场，电势差U0=360V，A、B板右侧边缘处有一个边界MN．求：（1）带电粒子离开电场时的速度大小；（2）带电粒子从电场
射出到MN边界上的宽度Δy．16．如图所示，热电子由阴极飞出时的初速忽略不计，电子发射装置的加速电压为U0。电容器板长和板间距离均
为L=20.0cm，下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L=20.0cm。在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化
的图象如下图。（每个电子穿过平行板的时间极短，可以认为电压是不变的）求：(1)电子从加速电场飞出时的速度?(2)在t=0.06s时
,电子从电容器右侧飞出时的竖直分位移？(3)在t=0.06s时刻，电子打在荧光屏上的何处?(4)荧光屏上有电子打到的区间有多长？(
5)屏上的亮点如何移动？参考答案1．(1)方向向上，方向向下（2）2．（1），（2）3．（1）；（2）16:134．（1
）（其中n=1，2，3，···）（2）（其中n=1，2，3，···）5．（1）（2）6．（1）（2）7．（1）（2）0.85
m（3）8．（1）v0=（2）d=9．（1）（2）（3）见解析；10．粒子进入偏转电场的速度v的大小．偏转电场所加电压．偏转电场
电压2，3，，周期2，3，11．（1）（2）12．（1）（2）13．（1）3×10-5s（2）1.75cm（3）19.75cm
14．（1）（2）（3）（4）15．（1）（2）Δy=15cm16．（1）；（2）9.0cm；（3）距O点的距离为27.0
cm；（4）60cm；（5）屏上的亮点由下而上匀速上升，间歇一段时间后又重复出现本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考
。…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装
※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○……………………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第1页，总2页答案第1页，总2页试卷第1页，总3页试卷第1页，总3页 |
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